package com.tyrone.algorithm.priority;

public class MinPriorityQueue <T extends Comparable<T>>{
    private T[] items ;   //用来存储元素的数组
    private int N;        //记录堆中元素的个数

    public MinPriorityQueue(int capacity){
        items=(T[]) new Comparable[capacity+1];
        N=0;
    }

    /**
     * 判断堆中索引i处的元素是否小于索引j处的元素
     * @param i
     * @param j
     * @return
     */
    private boolean less(int i,int j){
        return items[i].compareTo(items[j])<0;
    }

    /**
     * 交换堆中i索引和j索引处的值
     * @param i
     * @param j
     */
    private void exch(int i,int j){
        T item = items[i];
        items[i]=items[j];
        items[j]=item;
    }

    /**
     * 删除队列中最小的元素,并返回这个最小元素
     * @return
     */
    public T delMin(){
        T MinItem = items[1];
        exch(1,N);
        items[N]=null;
        N--;
        sink(1);
        return MinItem;
    }

    /**
     * 往队列中插入一个元素
     * @param t
     */
    public void insert(T t){
        items[++N]=t;
        swim(N);
    }

    /**
     * 使用上浮算法，使索引k处的元素能在堆中处于一个正确的位置
     * @param k
     */
    private void swim(int k){
        while (k>1){
            if(less(k,k/2)){
                exch(k,k/2);
            }
            k/=2;
        }
    }

    /**
     * 使用下沉算法，使索引k处的元素能在堆中处于一个正确的位置
     * @param k
     */
    private void sink(int k){
        while (2*k<=N){
            int min = 2*k;
            if (2*k+1<=N){
                if (less(2*k+1,2*k))
                    min=2*k+1;
            }
           if (less(k,min)){
               break;
           }
           exch(min,k);
            k=min;
        }
    }

    /**
     * 获取队列中元素的个数
     * @return
     */
    public int size(){
        return N;
    }

    /**
     * 判断队列是否为空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty(){
        return N==0;
    }
}
